为积极贯彻落实国务院《关于印发新一代人工智能发展规划的通知》“在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”的政策要求，助力达成《国家信息科技课程标准》AI内容模块与跨学科主题的学业要求。12月17日下午，由中国教育发展战略学会人工智能与机器人教育专业委员会主办，北京工商大学人工智能学院与中关村互联网教育创新中心联合承办，世纪海航、西瓜创客合作支持的中小学“人工智能与机器人”科技素养主题论坛在线上成功举办。
本次论坛系第三届人工智能与机器人教育大会的专题论坛，产学研各界专家学者和企业人士参与了本次论坛，搜狐教育全程直播本次活动，数十万人线上实时观看本次论坛。
本场论坛由北京市海淀区教育科学研究院课程中心研究员王宇航主持。中关村互联网教育创新中心总经理赵伟鹏为论坛致辞。
中关村互联网教育创新中心总经理赵伟鹏表示，人工智能教育在学校成功落地推进可以归纳总结为以下几个特点：一是人工智能教育深入学校课堂教学，需要政府主导、政策牵引、企业参与工具研发、学校有序实施，多方共同配合、相向发力，才能获得理想效果；二是高校科研力量参与基础教育阶段人工智能课程的教学标准顶层设计、课程研发、师资培训等全过程，可以帮助中小学更快速专业地建立起适合学校发展状况及课程体系和师资队伍，起到事半功倍作用；三是组建社团、以赛促学仍是较为实用的教学应用策略，学校应坚持创设人工智能学习氛围，持续培养学生动手参与的好奇心和对未知科学的浓厚兴趣，通过不同形式的赛事实践来培养理论知识向实践应用的转化，真正地让通过人工智能教育提升学生科技素养落到实处。
主题分享
在主题分享环节，来自学界的多位专家、人工智能领域相关科研工作者以及教育行业从业者展开了一场精彩纷呈的观点碰撞，共同探讨了中小学人工智能科普教育的发展、挑战及未来前景等话题。
教育部教育技术与资源发展中心研究员刘俊波分享《义务教育人工智能课程教学装备体系化研究》
刘俊波主要介绍了教育部教育技术与资源发展中心在人工智能课程教学装备体系化领域的研究成果。他表示，义务教育人工智能教学装备体系化设计应从三个维度考虑：
一、内容体系化。即要反映人工智能的核心内容。在本科高校层次，刘俊波以卡耐基梅隆大学和南洋理工大学为例，介绍了高校人工智能教育的两种不同体系，一个是以专深的人工智能技术线构建本科专业教学内容，另一个是以跨学科的“人工智能+X”的应用结合设置。在职业院校层次，职业院校人工智能专业致力于培养符合国家战略及人工智能产业发展需求，具备良好的信息科学、数理统计基础、计算机系统知识及扎实的编程基础，以及大数据基础知识与技能，掌握AI核心原理和AI思维，能够熟练运用数据思维、AI模型、工具、语音识别、NLP、图像处理等技术解决实际问题的高素质应用型人才。在普通高中层次，因为现在还沿用的是2017版的《普通高中信息技术课程标准》，体系化设计并不完备。
二、素养层次体系化。从技术认知上说，包括人工智能相关概念、应用、人物故事、伦理、责任等相关的文字资料、视频等；从技术应用上说，包括人工智能应用体验所需要的硬件设备、网络环境、成套的教学装备，如人脸识别语音识别、自然语言处理、机器人、无人机、无人驾驶等；从科学原理上说，如人脸识别、语音识别、自然语言处理的基本原理，有关算法解决问题的思路和效果；机器人无人机、无人驾驶是如何实现的;通过编程理解机器人功能的实现过程等；从技术创新上说，如小型控制系统的设计组装、人脸识别、语音识别、自然语言处理的应用开发，智能家居、智能农业、智能交通等开发；通过编程实现对机器人、无人机和无人驾驶的功能开发等。
三、对教学支持的体系化。教学环境上，包括人工智能专用或融合功能教室所需要的基础装备、网络等环境要求；教学管理上，包括教学组织、资源调用、在线教学功能、资源播放、在线教学等教学功能。教学管理，如数字资源管理、课程管理、学习管理、培训管理、作品管理、公告管理、班级管理、教学数据统计功能、组织用户管理、系统管理等；教学资源上，包括各知识点教学设计、教学多媒体课件、优秀课堂实录等；技术培训上，包括各种教学装备的使用说明、讲解视频，编程教程等。
北京工商大学教授、博导，中国教育发展战略学会常务理事/人工智能与机器人教育专业委员会常务副理事长兼秘书长韩力群分享《智能化时代的AI教育与素养》
韩力群表示，研究和开发具有人类智能特点的智能机器使其能够像人一样处理信息、提炼规律和调度知识是信息社会科技发展的必然趋势。信息化的进一步发展必然是智能化，目前这个趋势已经日益明朗。
如何设计中小学人工智能教材的教学内容？如何定位该课程的教学目标？韩力群指出，这是“在中小学阶段设置人工智能相关课程”必须解决的共性问题，需要从事人工智能教学与科研的相关组织进行深入研究并给出可行的解决方案。
韩力群认为，智能化时代需要从小培养学生对人工智能的正确认知，帮助他们了解AI技术的应用场景，体验AI技术给人带来的获得感，消除陌生感和畏惧感，做人工智能时代的主人。所以，现在的孩子们即便未来不是AI专业的学生，也要学会拥抱AI技术，学会如何人机融合，如何使用各种AI产品，提前为未来的生活方式做准备。基于此，韩力群给出中小学AI课程定位：一门以培养适应智能化时代的思维方式、提升创新意识、综合能力和AI科技素养为宗旨的综合素质教育课程。
此外，韩力群还分享了由中国教育发展战略学会组编的《中小学人工智能课程教学指南》，介绍了该《指南》的设计思路和主要内容。她指出《指南》有五个方面重要价值：一是通过《指南》使广大中小学教师在人工智能课程教学工作中有章可循，得到及时有效的帮助和专业指导；二是使学生在人工智能课程学习中能够系统科学地提高关于人工智能基本概念、关键技术与主要应用的知识水平与素养；三是推动中小学人工智能教学科学化、规范化、专业化、系统化；四是促进中小学人工智能课程整体教学质量的提高，真正落实国务院《新一代人工智能发展规划》提出的“逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程”的要求；五是为社会上的AI教育机构、AI教材编写团队、AI教学设备研发企业等AI教育教学垂直领域的相关从业人员提供指导或参考。
北京教育学院人工智能与创客教育研究中心主任于晓雅分享《中小学人工智能课程开发与实施》
于晓雅主要从教师视角分享了人工智能课程的开发和实施。她表示，当前教师在开展人工智能课程中面临的主要问题是理不清、用不准、缺结构。而要想开发好、实施好，教师须具备四个视角：学科视角、标准视角、教学指导视角和育人视角。
一、学科视角
于晓雅认为，老师胸中要有沟壑，要知道人工智能基本结构是什么样的，尤其是新一代的人工智能。另外就是要明晰人工智能的定义，知道人工智能是做什么的。欧盟人工智能高级别专家组（AIHLEG）《人工智能定义：主要能力和科学学科》，主要从AI系统的能力和学科角度出发，厘清并扩展了其中的部分概念并且阐述了AI的其他重要概念和问题，继而更新了人工智能的定义：人工智能（AI）系统是由人类直接设计或借助AI技术优化设计的软硬件系统，在给定复杂目标的情况下，从物理或数字维度，通过数据获取来感知环境解读所收集的结构化或非结构化数据，基于知识进行推理，或者通过处理来自数据的信息，为实现给定目标决定采取的一个或多个最优行动。AI系统可以是使用符号规则或者通过数字模型来学习，也可以通过分析环境受先前操作的影响来调整其行为。
二、标准视角
于晓雅强调，如果想要做一个好的人工智能教师，需要对国家、地方、师资、教学等相关标准详细揣摩和研究。她以中国教育学会中小学信息技术教育委员会《中小学人工智能课程开发标准（试行）》为例，从主体、目标、学习阶段等方面进行了详细解读。
三、教学指导视角
于晓雅表示，教学指导的视角一定始于学科核心概念。具体包括5个概念：一是“感知”，计算机能够用传感器感知外部世界；二是“表示与推理”，智能体能对现实世界进行模拟和表示，并据此进行推理；三是“学习”，计算机能够从数据中学习；四是“自然交互”，人工智能系统努力地与人类自然地交互；五是“社会影响”，人工智能可以对人类产生正面或负面影响。5个核心概念从性质上足以覆盖人工智能的各领域，但从数量上又是教师可以控制的。尽管5个核心概念的提法未必完全符合AI实践者审视AI的方式，但对于满足K-12学生的需求是合适的。因此，课程内容和目标以这5个核心概念为基本框架，并在此基础上设计了各核心概念的主要概念和分级学习目标。
四、育人视角
于晓雅认为教师应以中央电化教育馆发布的《中小学人工智能技术与工程素养框架》为参照，帮助学生掌握适应智能社会所需的必备品格和关键能力。
中国教育发展战略学会人工智能与机器人教育专委会理事施彦分享《中美中小学人工智能教学内容顶层设计比较》
施彦主要从全球中小学人工智能课程设置现状和中美中小学AI顶层设计背景及进展方面，重点介绍了顶层设计框架中教学内容比较研究以及如何运用专委会的《指南》帮助开展教学。
施彦认为解决人工智能课程与现有课程体系融合难题，应从三个方面入手：一是教师需要建立现有知识和人工智能课程知识的联系；二是确定好教学内容重点；三是通过《指南》帮助老师了解核心内容，兼顾热点内容。
西瓜创客联合创始人钟鸣分享《跨学科项目制学习，助力学生科技素养提升》
钟鸣表示，在当前内容资源、课时、教学法等限制下，发展科技素养的难点就在如何落地。通过西瓜创客的教学实践经验来看，编程只是工具，科技素养需要的则是编程+。不应该只是让孩子学习编程语句，而应该在真实的场景结合下，要让孩子能有完整的、和生活相结合的作品输出，让孩子学会应用工具，解决问题，激发实践的动力，释放创造力。钟鸣还表示，科技素养的学习，不应只局限于课堂，更应提倡社交化学习，以孩子作为主体，通过同伴互动学和活动实践，促进孩子自主进行知识探索与学习。
中国教育发展战略学会人工智能与机器人教育专委会副秘书长兼常务理事单位，世纪海航科技集团联合创始人陈维维分享《科技教育的优质均衡发展与拔尖人才培养》
陈维维分享了世纪海航在科技教育的优质均衡发展以及拔尖创新人才培养方面的一些工作成果以及思考。陈维维以和地方教育局的合作案例为例，介绍了在推动科技教育优质均衡发展过程中遇到的难点和所做的探索，展示了基层教育系统的治理智慧。同时，陈维维也以实际案例指出，拔尖创新人才的选拔与培养应该覆盖更广阔的范围，很多普通中学也会存在“种子选手”，应该由地方教育局来主导为选拔培养工作提供支持，希望未来可以和各地教育局一起探索新的拔尖创新人才培养体系。
《中小学编程课程教学设计》发布仪式
主题分享结束后，中国教育发展战略学会人工智能与机器人教育专业委员会举行了《中小学编程课程教学设计》出版项目发布仪式。
《中小学编程课程教学设计》的编写历时1年半，期间邀请了编程相关领域专家与教育学专家对中小学编程知识体系进行了深入探讨，并就相关问题广泛咨询各地一线信息科技教师，据此对内容进行了完善与优化。2021年6月底，中国教育发展战略学会人工智能与机器人教育专业委员会组织专家对《中小学编程课程教学设计》进行了评审与论证，与会专家对《中小学编程课程教学设计》的内容作出了高度评价。
《中小学编程课程教学设计》以中小学编程课程建设为核心，从课程目标、课程开发、课程实施、课程评价、课程环境与教师队伍建设等方面进行了体系化论述，期待能为中小学教师及其他教育从业者开展和推广中小学编程课程提供支持，为培养未来人工智能时代创造者提供助力。
圆桌对话
发布仪式后，是本次论坛最后一个环节，由北京市海淀区教育科学研究院课程中心研究员王宇航主持圆桌对话，与海淀区一线教学专家就“人工智能与机器人教育对提升学生科技创新能力的积极作用”进行深层次探讨。
海淀教科院教育网络与数据中心主任马涛、人大附中信息技术教研组组长袁中果、海淀区青少年活动管理中心，海淀区科技竞赛负责人刘毅三位嘉宾各抒己见，畅谈自身在信息技术、人工智能领域的工作经历和教学经验，描绘了人工智能和机器人教育在中小学阶段落实的真实情况，对以课程系统性提升学生科技创新能力提出了若干可行性建议。
本次中小学“人工智能与机器人”科技素养主题论坛在主办方与专家学者、企业人士的通力合作下达成了预期目标。与会者一致认为，人工智能技术正在引领人类进入人机协同、跨界融合、共建分享的新时代。在教育数字化变革的大背景下，以数字化为杠杆，思考通过人工智能与机器人教育等教学手段或工具推动建立中小学科技素养培养体系，将是探索实现科技强国发展的人才培育新路径。
